Radiation Imaging and Image Processing

要点： 放射成像和图像处理的地位和作用 放射成像和图像处理的发展概况和应用 数字图像处理的发展概况和应用 数字图像处理系统简介 主要参考文献 专业术语

主要内容： 放射成像 医学图像处理

医学成像及图像处理在生命科学研究、医学诊断、临床治疗等方面起着重要作用。X射线、CT、MRI的发明者获得诺贝尔奖，就是其重要价值的印证。 医学成像及图像处理设备占医院投资中的比例越来越高。仅GE公司下属的北京航卫2003年生产的中低档CT，销售额就达30亿元。 发达国家高度重视。以美国为例，它是NSF，NIH的重要资助领域，近年美国还成立了NIBIB机构专门资助医学成像和生物医学工程领域的研究。

伦琴因发现X射线获得 首届诺贝尔物理学奖

Hounsfield和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。

Bloch和Purcell因发现NMR现象获得1952年诺贝尔物理学奖。

发明MRI中Fourier重建方法的Ernst获得1991年诺贝尔化学奖。

Lauterbur和Mansfield因发明MRI方法获得2003年诺贝尔医学和生理学奖。

X-Ray

Human Neck Plane: Sagittal Sequence: Spin Echo

Hydrocephalus MRI Center, University of Rochester Medical School

CT (by Picker) Colonoscopy with spiral CT

图 像 处 理 Image Processing

百闻不如一见 One picture is worth more than ten thousand words. Anonymous

人类通过眼、耳、鼻、舌、身 接受信息，感知世界。约有75% 的信息是通过视觉系统获取的。 数字图像处理是用数字计算机处 理所获取视觉信息的技术。

数字图像处理的发展概况和应用 发展概况： （1）二十世纪二十年代：图像远距离传输。 （2）二十世纪五十年代：数字计算机发展到一定水平，数字图像处理引起巨大关注。 （3）1964年：美国喷气推进实验室用计算机对“徘徊者七号”太空船发回的大批月球照片进行处理。数字图像处理应用从空间研究计划扩展到生物医学、工业生产、军事侦察等领域。

图像处理最先应用于空间探索

图像处理最先应用于空间探索

（4）二十世纪六十年代末：数字图像处理较完整的理论体系已形成，成为一门新兴的学科。 （5）二十世纪六十年代至八十年代：随着离散数学理论的创立和完善，数字图像处理理论和方法进一步完善，应用范围更加广泛。 （6）二十世纪八十年代以来：数字图像处理向更高级的方向发展（实时性，智能化，普及化，网络化，低成本）。

应用领域： 通信：图像传输、电视电话、HDTV等。 宇宙探测：星体图片处理。 遥感：地形、地质、矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测，环境污染的监测，气象云图。 生物医学：CT、NMR、PET、SPECT，DSA、X射线成像、B超、红外图像、显微图像。 工业生产：产品质量检测、生产过程控制、CAD、CAM。

应用领域： 军事：军事目标侦察、制导系统、警戒系统、自动火器控制、反伪装等。 公安：现场照片、指纹、手迹、印章、人像等处理和鉴别。 档案：过期的文字、图片档案的修复和处理。 机器人视觉 娱乐：电影特技、动画、广告、MTV等。

应用举例 非生物医学领域

空间探索

地球资源勘探

遥感图片

气象预报

气象云图 气象预报

计算机绘画

计算机绘画

计算机合成图像

计算机合成图像

广告设计

动画

网页设计

Wallpaper

娱乐

军事应用 目标跟踪

军事应用 隐形飞机、定位轰炸

军事应用

军事应用

交通监控 自动驾驶

数字图像处理系统简介 输入及数 字化设备 计算机 系统 显示及记 录设备

输入及数字化设备 显示及记录设备 摄像机 鼓式扫描器 平台式光密度计 视频卡 扫描仪 数码相机 DV 图像显示器 鼓式扫描器 图像拷贝机 绘图仪 激光打印机 喷墨打印机

图像记录介质 纸 胶片 照片 缩微胶片 幻灯片 录像带 磁盘 光盘 电影

主要参考文献 Kenneth R. Castleman, Digital Image Processing，清华大学出版社，1998。 “MATLAB 6.X图像处理”（孙兆林，清华大学出版社，2002）。（实验教材） R.C.冈萨雷斯等， 《数字图像处理》，电子工业出版社，2003。 章毓晋， 《图像处理和分析》 ，清华大学出版社，1999。 容观澳， 《计算机图像处理》 ，清华大学出版社，2000。 荆仁杰等，《计算机图像处理》 ，浙江大学出版社，1990。 余松煜，周源华，吴时光，《数字图像处理》，电子工业出版社。 周新伦，柳健，刘华志， 《数字图像处理》，国防工业出版社，1986。

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Terms CT:computerized tomography MRI:magnetic resonance imaging PET:positron emission tomography SPECT:single photon emission tomography DSA:digital subtraction angiography PACS:picture archiving and communication system Computer graphic: 计算机图形学 Computer vision: 计算机视觉